Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TÉRCIO CÂMARA
OFICINA DE CIÊNCIAS
MATERIAIS: CONDUTORES E ISOLANTES DE CALOR
05.06.2020
2
Nós estudamos termodinâmica, temperatura, calor e sensação térmica.
NA AULA ANTERIOR
3
ACOLHIDA: Apresentação do conteúdo à turma.
APRESENTAÇÃO DA AULA:
- Conteúdo: Materiais condutores e isolantes de calor.
- Recursos: Slides.
- Atividades em sala: Exercícios para fixação do conteúdo.
- Atividade para casa: Pesquise outros materiais que isolam calor.
ROTEIRO DA AULA
4
O equilíbrio termodinâmico e a vida na Terra
O equilíbrio termodinâmico é uma condição rara de
acontecer na natureza.
O equilíbrio termodinâmico é uma condição rara de
acontecer na natureza.
Os seres vivos são sistemas abertos, pois têm trocas de energia e massa com o ambiente.
Quando um sistema é fechado, pode ocorrer a troca de energia, mas não de massa.
5
O equilíbrio termodinâmico e a vida na TerraUma cadeia alimentar é um sistema aberto. A energia solar é convertida em energia química passada de um ser vivo para outro, e assim sucessivamente. A transformação de uma forma de energia em outra resulta em um fluxo de energia.
6
Princípio das máquinas térmicas
A) Ao mergulhar a seringa com ar e vedada na água quente, o ar dentro dela recebe energia térmica, causando o aumento de sua temperatura, assim o ar se expande, ocupando um volume maior e aumentando a pressão. Quando as pressões interna e externa se tornam iguais novamente, o êmbolo para de subir.
B) Em um recipiente com gelo, a energia térmica da seringa e do ar quente de seu interior é transferida para o gelo, causando uma diminuição na sua temperatura e queda de pressão, ocupando volume menor. Assim, a pressão atmosférica empurra o êmbolo novamente para perto da posição inicial até que a pressão interna se iguale à do ar.
7
Combustíveis e máquinas térmicas
Máquina térmica
Fonte de energia(combustível)
+ Calor Movimento
8
Locomotiva a vapor
As principais partes envolvidas no funcionamento de uma locomotiva a vapor.
O carvão é queimado em uma fornalha, e a energia térmica liberada é utilizada para aquecer a água do reservatório.
O vapor formado pela ebulição da água é conduzido até um cilindro, que movimenta o pistão.
O movimento do pistão é transmitido às rodas por meio de algumas engrenagens.
9
Motor de combustão interna
Utiliza combustíveis como a gasolina e o
álcool
A combustão ocorre dentro do motor
(1) O combustível entra no cilindro pela válvula de admissão.
(2) O pistão entra em movimento e comprime o combustível na câmara.
(3) Uma faísca liberada pela vela causa a combustão do combustível, e a explosão gera um aumento de pressão, que empurra o pistão para baixo.
(4) O pistão volta a subir empurrando os gases produzidos na combustão para fora do cilindro por meio da válvula de exaustão. As engrenagens transmitem o movimento para as rodas do veículo.
TÉRCIO CÂMARA
OFICINA DE CIÊNCIAS
MATERIAIS: CONDUTORES E ISOLANTES DE CALOR
12.06.2020
11
Motor de combustão interna
Condução Convecção Irradiação
Obs: O calor se propaga, espontaneamente, de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura.
12
Processo de propagação de calor
✔ Condução✔ Convecção✔ Irradiação
Obs: O calor se propaga, espontaneamente, de um corpo com maior
temperatura para um corpo de menor temperatura.
13
Condução térmica Processo pelo qual o calor é transmitido de uma extremidade a outra através da
agitação molecular; Não há transmissão de matéria, mas somente transmissão de energia; Para que ocorra a condução, é necessário um meio material.
O calor se propaga da chama para a sua mão
através da condução.
14
Obs – 01: A rapidez com que um material se aquece, determina se ele é um
bom condutor térmico, ou seja, quanto mais rápido um material se aquecer
melhor sua condutibilidade.
Obs – 02: A função do isolante térmico é evitar a transmissão de calor para o
meio ambiente.
Condução térmica
15
A condução térmica no dia a dia
Os iglus (casa dos esquimós) são feitos de gelo, pois o gelo é isolante térmico, mantendo o ambiente interno mais quente que o externo.
16
✔ Sob as túnicas claras (que refletem boa parte do calor do Sol), os beduínos no
deserto usam roupas de lã para evitar as perdas de calor, mantendo a temperatura
corporal constante.
✔ No inverno, os pássaros costumam eriçar suas penas para acumular ar entre elas.
Sendo isolante térmico, o ar diminui as perdas de calor para o ambiente.
A condução térmica no dia a dia
17
Convecção térmica
Processo pelo qual o calor é transmitido de uma região para outra, através do
transporte de matéria;
Há transporte de energia e matéria;
Só ocorre em líquidos e gases;
A convecção ocorre devido à diferença de densidade dos fluidos que surge em virtude
do seu aquecimento ou resfriamento.
18
Convecção térmica
Correntes de convecção num líquido em aquecimento
Ao se aquecer o líquido, as porções mais quentes das regiões inferiores tendo sua
densidade diminuída, sobe. As porções mais frias da região superior, tendo maior
densidade, descem.
19
A convecção no dia a dia
O congelador de uma geladeira é colocado na parte superior porque ao se resfriar, o ar frio se torna denso e desce;
O ar condicionado é instalado em uma região superior pelo mesmo motivo;
Brisas terrestres (à noite) e marinhas (durante o dia) em regiões litorâneas;
No inverno o ar poluído próximo ao solo está mais frio que o ar puro das regiões mais elevadas. Então deixa de ocorrer a convecção, porque o ar frio está mais pesado e não sobe. Essa ocorrência recebe o nome de inversão térmica.
20
Irradiação térmica Processo pelo qual há transporte de energia;
Não há transporte de matéria;
Não necessita de meio material para que ocorra;
Pode ocorrer no vácuo;
Ocorre através de ondas eletromagnéticas: raios infravermelhos (ondas de calor), luz, raios x, raios γ,
21
A irradiação térmica no dia a dia Raios infravermelhos que são utilizadosna medicina, secagem de tintas e vernizes,
aquecimentode ambientes, películas fotográficas, mísseis etc.
Efeito estufa: o vapor d’água e o dióxido de carbono presentes na atmosfera terrestre formam uma camada transparente às ondas eletromagnéticas que chegam do sol e são absorvidas pela Terra aquecendo-a.
22
01. Selecione a alternativa que supre as omissões das afirmações seguintes:I - O calor do Sol chega até nós por _________________________.II - Uma moeda bem polida fica __________ quente do que uma moeda revestida de tinta preta, quando ambas são expostas ao sol.III - Numa barra metálica aquecida numa extremidade, a propagação do calor se dá para a outra extremidade por ________________________.
a) radiação - menos - convecção.b) convecção - mais - radiação.c) radiação - menos - condução.d) convecção - mais - condução.e) condução - mais - radiação.
Gabarito – C
23
02. No inverno, usamos roupas de lã baseados no fato de a lã:
a) ser uma fonte de calor.
b) ser um bom absorvente de calor.
c) ser um bom condutor de calor.
d) impedir que o calor do corpo se propague para o meio exterior.
e) Ser uma fonte e condutor de calor.
Gabarito – D
24
03. Julgue as afirmações a seguir:
I – A transferência de calor de um corpo para outro ocorre em virtude da diferença de temperatura entre eles;II – A convecção térmica é um processo de propagação de calor que ocorre apenas nos sólidos;III – O processo de propagação de calor por irradiação não precisa de um meio material para ocorrer.
Estão corretas:
a) Apenas I b) Apenas I e II c) I, II e III d) I e III apenas; e) Apenas II e III.
Gabarito – D
25
04. Sobre os processos de propagação de calor, analise as alternativas a seguir e marque a incorreta:
a) a convecção é observada em líquidos e gases.b) a condução de calor pode ocorrer em meios materiais e no vácuo.c) o processo de propagação de calor por irradiação pode ocorrer sem a existência de meio material;d) o calor é uma forma de energia que pode se transferir de um corpo para outro em virtude da diferença de temperatura entre eles.e) O processo de convecção térmica consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido em razão da diferença de densidade entre as partes do fluido.
Gabarito – B
26
05. Um recipiente cilíndrico de vidro tem área da base relativamente pequena se comparada com sua altura. Ele contém água em temperatura ambiente até quase a sua borda e é colocado sobre a chama de um fogão, como ilustra a figura.
A transmissão do calor por meio das moléculas da água durante seu aquecimento ocorre apenas por
a) condução.b) convecção.c) irradiação.d) condução e convecção.e) convecção e irradiação.
Gabarito – B
27
NA PRÓXIMA AULA
Nós vamos continuar estudando sobre os materiais condutores e isolantes de calor